在抗擊新冠疫情的戰斗中,如何安全、高效地進行大規模核酸檢測是世界各國面臨的共同挑戰。一項由鐘南山院士領銜的廣州醫科大學呼吸疾病國家重點實驗室團隊與中國科學院沈陽自動化研究所聯合研發的科技成果——咽拭子采樣智能機器人正式亮相,為解決這一難題提供了創新的“中國方案”。
這項研發工作的核心目標,是設計并制造一種能夠替代或輔助醫護人員,執行標準化、可重復咽拭子采樣操作的智能機器人系統。研發團隊充分認識到,在疫情高發時期,醫護人員長時間、近距離接觸潛在感染者進行采樣,不僅勞動強度巨大,更面臨著極高的感染風險。因此,開發一種能夠實現“非接觸式采樣”的自動化設備,具有保護醫護人員安全、提升采樣效率與規范性、緩解人力資源緊張等多重重要意義。
研發歷程與核心技術突破
研發過程并非一帆風順,團隊需要攻克多項技術難關。首要挑戰在于如何精準定位采樣部位。人的咽部結構存在個體差異,且采樣時可能因不適而產生本能躲避。為此,團隊集成了先進的視覺識別與定位技術。機器人通過高精度3D視覺系統(如結構光或雙目視覺)快速構建患者口腔的三維模型,智能識別懸雍垂、扁桃體、咽后壁等關鍵解剖標志,從而規劃出最優的采樣路徑。
是力感知與柔順控制技術。咽部黏膜十分脆弱,采樣力度必須恰到好處——既要保證采集到足量有效細胞,又要避免對受試者造成傷害或強烈不適。沈陽自動化研究所在機器人力控方面的深厚積累發揮了關鍵作用。機器人末端執行器(即采樣機械臂)集成了高靈敏度的力傳感器,能夠實時感知與咽部接觸的力度,并通過精密的伺服控制系統實現“輕柔觸碰”與“自適應隨動”,模擬甚至超越經驗豐富醫護人員的“手感”。
全流程自動化與生物安全防護也是研發重點。從受試者身份信息核對、體位引導、張嘴提示,到機器人自動完成采樣、將拭子頭折斷存入密封試管、并對機器人關鍵部件進行快速消毒,整個過程力求最大限度減少人工干預。設備通常配備有密閉防護罩或置于負壓艙內,有效隔絕可能產生的氣溶膠,保障了操作環境的安全。
應用前景與深遠意義
這款咽拭子采樣智能機器人的成功研發,其意義遠不止于應對當前疫情:
- 提升公共衛生應急能力:在發生大規模傳染病疫情時,機器人可以7×24小時不間斷工作,快速部署于機場、車站、社區等場所,極大提升核酸篩查的吞吐能力,為疫情防控爭取寶貴時間。
- 標準化醫療操作:機器人嚴格按預設程序操作,避免了因人工采樣手法差異導致的樣本質量波動,有助于提高檢測結果的準確性與可靠性。
- 保護醫護人員:將醫護人員從高風險、高重復性的勞動中解放出來,降低其職業暴露風險,體現了科技的人文關懷。
- 推動智能醫療裝備發展:此項研發是臨床醫學與機器人技術深度融合的典范,為未來其他自動化醫療操作(如自動化體檢、遠程手術輔助等)積累了寶貴的技術經驗和數據。
- 緩解資源不均問題:在偏遠或醫療資源匱乏地區,此類機器人經過適當簡化后,可在遠程專家指導下完成規范采樣,有助于提升基層醫療服務能力。
該技術的普及應用仍面臨一些挑戰,例如設備的成本控制、對不同人群(尤其是兒童)的適應性優化、以及公眾對“機器采樣”的心理接受度等。但毫無疑問,鐘南山團隊與沈陽自動化研究所的此次跨界合作,為全球抗疫提供了一種嶄新的思路和有力的工具。它標志著我國在智能醫療機器人領域取得了又一重要進展,是“面向人民生命健康”的科技創新宗旨的生動實踐。隨著技術的不斷迭代與完善,智能機器人必將在未來醫療衛生體系中扮演越來越重要的角色,為守護人類健康貢獻更大的科技力量。